城市中立交設(shè)計(jì)的控制因素研究

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1措施影響分析和評(píng)價(jià)

1.1工程經(jīng)濟(jì)成本增加

這是最直接的成本影響。如上述3種避讓措施中，匝道形式的調(diào)整通常會(huì)改變立交層數(shù)，從而增加構(gòu)筑物的數(shù)量;線形調(diào)整可能增加建筑物和構(gòu)筑物的體量，也可能導(dǎo)致額外的征地拆遷。這些都是易于量化分析的影響，可直接作為避讓措施效益的評(píng)價(jià)參數(shù)。

1.2工程社會(huì)成本增加

對(duì)控制因素的改造可能導(dǎo)致工程社會(huì)成本的增加。例如，現(xiàn)狀道路的改造會(huì)導(dǎo)致路網(wǎng)車輛繞行，因此除發(fā)生改造工程自身費(fèi)用外，還應(yīng)計(jì)入車輛繞行產(chǎn)生的額外費(fèi)用;供水管道的遷建則會(huì)導(dǎo)致片區(qū)停水，產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)損失。這些附加成本可根據(jù)國(guó)民生產(chǎn)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)折算獲取，經(jīng)分析處理后作為措施效益的評(píng)價(jià)參數(shù)。

1.3工程執(zhí)行風(fēng)險(xiǎn)增加

所謂執(zhí)行風(fēng)險(xiǎn)，是指避讓措施導(dǎo)致的工程可行性風(fēng)險(xiǎn)和執(zhí)行時(shí)間風(fēng)險(xiǎn)。但凡涉及現(xiàn)狀改造的措施，都存在各方協(xié)調(diào)問(wèn)題。從進(jìn)度和結(jié)果上來(lái)說(shuō)，這是一個(gè)不可控的過(guò)程。它可能導(dǎo)致工程建設(shè)延誤，甚至導(dǎo)致方案無(wú)法實(shí)施，而一旦出現(xiàn)這樣的結(jié)果，對(duì)工程成本的影響將是難以估量的。例如，在選用現(xiàn)狀高壓線路鐵塔遷建這一措施時(shí)，應(yīng)首先考慮到與電力部門的協(xié)調(diào)難度，評(píng)定協(xié)調(diào)延誤和失敗的風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)，其次才應(yīng)考慮協(xié)調(diào)成功后遷建工程產(chǎn)生的社會(huì)成本。

因選取避讓措施后采用的施工方法帶來(lái)的技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)和進(jìn)度風(fēng)險(xiǎn)在一定程度上是可控的，應(yīng)折算計(jì)入上述第一類成本，即工程經(jīng)濟(jì)成本中。根據(jù)上述分析，避讓措施的影響評(píng)價(jià)應(yīng)在綜合分析額外的經(jīng)濟(jì)成本、社會(huì)成本及執(zhí)行風(fēng)險(xiǎn)后得出。設(shè)避讓措施對(duì)工程的影響值為I，I的定義式如下:Ii=(a1ΔCPi+a2ΔCSi)Pia1CP+a2CS。(1)式中，Ii為采用第i種避讓措施所產(chǎn)生的影響值;ΔCPi為采用第i種避讓措施所產(chǎn)生的額外工程經(jīng)濟(jì)成本，包括避讓因素改造產(chǎn)生的工程費(fèi)用，可直接根據(jù)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行估算;ΔCSi為采用第i種避讓措施所產(chǎn)生的額外工程社會(huì)成本，包括措施實(shí)施過(guò)程中路網(wǎng)阻抗增加造成的經(jīng)濟(jì)損失，市政管線的遷建造成的經(jīng)濟(jì)損失等，其根據(jù)當(dāng)?shù)叵嚓P(guān)統(tǒng)計(jì)資料測(cè)算;CP、CS分別為不采取措施時(shí)工程方案的經(jīng)濟(jì)成本和社會(huì)成本，即基準(zhǔn)成本;a1、a2分別為工程經(jīng)濟(jì)成本和社會(huì)成本所占的權(quán)重，不同業(yè)主對(duì)經(jīng)濟(jì)成本和社會(huì)影響的重視程度不同，權(quán)重即為業(yè)主偏好的量化值;Pi為采用第i種避讓措施帶來(lái)的工程執(zhí)行風(fēng)險(xiǎn)，其應(yīng)根據(jù)風(fēng)險(xiǎn)分析法計(jì)算，計(jì)算流程如下:Pi=Li×Wi。(2)式中，Li為風(fēng)險(xiǎn)嚴(yán)重度向量，即將風(fēng)險(xiǎn)分為若干等級(jí)，例如導(dǎo)致項(xiàng)目不能實(shí)施的風(fēng)險(xiǎn)為第1級(jí)，賦予無(wú)法預(yù)測(cè)具體延誤時(shí)間的風(fēng)險(xiǎn)為第2級(jí)，以此類推，從而獲得風(fēng)險(xiǎn)嚴(yán)重度向量:Li=li1，li2，li3，li4，…，lij()。(3)式中，lij為風(fēng)險(xiǎn)后果嚴(yán)重程度的評(píng)估值，在同一個(gè)項(xiàng)目中應(yīng)設(shè)定同一套賦值體系，對(duì)同等程度后果賦予相近評(píng)估值。式(2)中，Wi為風(fēng)險(xiǎn)概率向量，且Wi=(wi1，wi2，wi3，wi4，…，wij)。(4)式中，wij為第j級(jí)風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生的概率，風(fēng)險(xiǎn)概率應(yīng)參照以往相似避讓措施的歷史記錄來(lái)估算，即針對(duì)不同業(yè)主及不同避讓措施涉及的相關(guān)單位所參與的歷次協(xié)調(diào)會(huì)制定統(tǒng)計(jì)表，以獲得相應(yīng)的概率。例如，可通過(guò)統(tǒng)計(jì)表得出歷史上某業(yè)主與部隊(duì)協(xié)商采取下穿措施穿越軍事用地的成功率為40%，協(xié)調(diào)過(guò)程歷時(shí)1個(gè)月以上的幾率為20%等。若涉及多個(gè)相關(guān)部門，則還可利用Borda序值法求出各方對(duì)風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生率的影響力權(quán)重，再根據(jù)風(fēng)險(xiǎn)矩陣得到工程執(zhí)行風(fēng)險(xiǎn)值。影響值I統(tǒng)籌考慮了避讓措施對(duì)工程的各方面影響，同時(shí)兼顧了業(yè)主偏好等主觀因素，能夠較好地反映設(shè)計(jì)中針對(duì)控制因素所采取措施的合理性和可操作性，不僅可為設(shè)計(jì)工作提供可靠的參考，而且還能夠表現(xiàn)避讓措施導(dǎo)致的綜合成本變動(dòng)，為業(yè)主的決策提供定量依據(jù)。

2工程實(shí)例分析

2.1項(xiàng)目概況

石塔立交位于重慶市茶園新區(qū)，為東西干道與通江大道交叉口。東西大道為東西向主干道，設(shè)計(jì)速度為60km/h，雙向6車道;通江大道為南北向主干道，雙向8車道(已建成)。根據(jù)交通流量預(yù)測(cè)，初步擬定立交形式為苜蓿葉形。項(xiàng)目方案設(shè)計(jì)中涉及如下諸多控制因素。主控因素1:通江大道兩側(cè)人行道底部布設(shè)了綜合管溝，含給水、通信、電力管線及雨水管廊，且均已投入使用，從而導(dǎo)致東西大道下穿通江大道處凈高不足。主控因素2:現(xiàn)狀軌道6號(hào)線由石塔立交第三象限通過(guò)，部分橋墩布設(shè)于擬建東西大道車行道上，承臺(tái)標(biāo)高高于道路標(biāo)高，建成后將導(dǎo)致樁基外露。主控因素3:石塔立交紅線范圍內(nèi)有220kV、110kV、35kV高壓走廊各1條，縱橫交錯(cuò)布設(shè)于立交上方，限制道路凈高。同時(shí)還有1處鐵塔布設(shè)于立交用地范圍內(nèi)，鐵塔基礎(chǔ)標(biāo)高高于通江大道標(biāo)高。

2.2避讓措施比選及評(píng)價(jià)

設(shè)計(jì)單位與業(yè)主磋商后，業(yè)主對(duì)于成本變動(dòng)變得敏感，主要是對(duì)工程本身經(jīng)濟(jì)成本的變動(dòng)非常敏感，而對(duì)社會(huì)成本的變動(dòng)略為忽視。根據(jù)商討的結(jié)果，權(quán)重系數(shù)a1和a2取值分別為0.8和0.2;工程執(zhí)行風(fēng)險(xiǎn)后果以嚴(yán)重程度按工程延誤時(shí)間和工程協(xié)調(diào)復(fù)雜度增量分為5等，嚴(yán)重度向量Li=(10，6，4，2，1)。下面列舉主控因素1和3的解決方案比選及其影響評(píng)價(jià)，主控因素2由于建設(shè)各方應(yīng)對(duì)思路達(dá)到高度統(tǒng)一，故不進(jìn)行比選。

2.2.1主控因素1

解決方案1:拆除綜合管溝，各管線分別布設(shè)。該方案協(xié)調(diào)牽涉諸多部門，根據(jù)歷史資料數(shù)據(jù)，可算出風(fēng)險(xiǎn)值為9.6，且按本文所述方法可計(jì)算出該方案對(duì)工程的影響值為1.01。

解決方案2:降低東西大道豎向標(biāo)高，工程建成后還建綜合管溝。該方案對(duì)于工程經(jīng)濟(jì)成本有所增加，但對(duì)于現(xiàn)狀綜合管溝無(wú)影響，工程執(zhí)行風(fēng)險(xiǎn)也低于方案1，算出風(fēng)險(xiǎn)值為0.72，對(duì)工程的影響值為0.13。各方案主控因素1影響值見(jiàn)表2。綜合分析后，選擇方案2作為該控制因素的推薦避讓方案。

2.2.2主控因素2

解決方案1:石塔立交處改遷110kV和35kV高壓走廊，遷走鐵塔6座。本方案將增加輸電線路改牽工程費(fèi)、遷建過(guò)程中停電導(dǎo)致的經(jīng)濟(jì)損失以及與電力部門的協(xié)調(diào)風(fēng)險(xiǎn)。根據(jù)式(1)計(jì)算出該方案對(duì)工程的影響值為2.3。

解決方案2:調(diào)整匝道平縱線形指標(biāo)，使得匝道標(biāo)高均不高于通江大道標(biāo)高，保證道路凈高，并避開(kāi)場(chǎng)內(nèi)鐵塔。該方案將增加立交中部分匝道的工程費(fèi)用，同時(shí)增加立交場(chǎng)地整治費(fèi)用，但協(xié)調(diào)風(fēng)險(xiǎn)很小，影響值的主要構(gòu)成為工程費(fèi)用的增加。計(jì)算得到該方案對(duì)工程的影響值為0.04。

綜合分析后，選擇方案2作為該控制因素的推薦避讓方案。最終采用的綜合方案得到了業(yè)主和專家的認(rèn)同，工程實(shí)施順利，并取得了良好效益。

3結(jié)語(yǔ)

本文闡述了城市立交建設(shè)中常見(jiàn)控制因素及對(duì)應(yīng)的避讓措施和解決辦法，提出了基于成本和風(fēng)險(xiǎn)分析的避讓措施評(píng)價(jià)方法，為設(shè)計(jì)方案的選取和工程推進(jìn)的決策提出了量化依據(jù)，并用工程實(shí)例驗(yàn)證了該方法的有效性和被認(rèn)可度。然而，市政工程建設(shè)很復(fù)雜，牽涉到許多方面的因素，同時(shí)又受建設(shè)方主觀想法的制約。因此，本文提出的方法只可作為設(shè)計(jì)過(guò)程中的參考，設(shè)計(jì)時(shí)還應(yīng)具體問(wèn)題具體分析，只有經(jīng)過(guò)多方調(diào)查和反復(fù)比選后，才能獲得最佳方案。

作者：茍仕龍 謝曉剛 單位：林同棪國(guó)際工程咨詢( 中國(guó)) 有限公司